本發(fā)明屬于光電子領(lǐng)域，特別涉及基于一種光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置及方法。

背景技術(shù)：

光纖通信和光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)朝著高速、大容量、長距離的方向發(fā)展，密集波分復(fù)用(dwdm)系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得光纖系統(tǒng)的帶寬得到充分利用，高速、大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)成為可能。隨著dwdm系統(tǒng)的通道數(shù)不斷增加，各個通道的波長間隔不斷變小，這要求dwdm系統(tǒng)的光源滿足窄線寬、高控制精度、高穩(wěn)定性的特點。如何長期精確控制dwdm系統(tǒng)的波長一直都是一大難點，故對激光源波長的鎖定和控制有重要的研究價值和應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述技術(shù)問題，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置及方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置，包括可調(diào)諧f-p腔濾波器，用于接收一單色被追蹤激光及至少一單色追蹤激光并輸出；探測裝置，用于探測所述可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的所述一單色被追蹤激光以及至少一單色追蹤激光的強(qiáng)度；以及控制裝置，基于所述一單色被追蹤激光的強(qiáng)度調(diào)整所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的各通道的中心波長，鎖定所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長至所述一單色被追蹤激光的波長，并基于所述至少一單色追蹤激光的強(qiáng)度相應(yīng)調(diào)整所述至少一單色追蹤激光的波長，鎖定至少一單色追蹤激光的波長至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定方法包括以下步驟：基于可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的一單色被追蹤激光的強(qiáng)度調(diào)整所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的各通道的中心波長，鎖定所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長至所述一單色被追蹤激光的波長；基于可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的至少一單色追蹤激光的強(qiáng)度相應(yīng)調(diào)整所述至少一單色追蹤激光的波長，鎖定至少一單色追蹤激光的波長至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明至少具有以下有益效果之一：

(1)光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置，基于可調(diào)諧f-p腔濾波器的濾波和鑒頻特性，結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)波長的實時跟蹤，并可拓展到一個波長對多波長的鎖定，在密集波分復(fù)用系統(tǒng)中有重要應(yīng)用前景。

(2)設(shè)置光合束器及波分復(fù)用器實現(xiàn)被追蹤激光與追蹤激光同時進(jìn)入光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置并同時被檢測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中可調(diào)諧f-p腔濾波器中心波長示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例探測器電流值與輸入可調(diào)諧f-p腔濾波器的激光波長的曲線關(guān)系圖；

圖4本發(fā)明實施例的光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定方法的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明某些實施例于后方將參照所附附圖做更全面性地描述，其中一些但并非全部的實施例將被示出。實際上，本發(fā)明的各種實施例可以許多不同形式實現(xiàn)，而不應(yīng)被解釋為限于此數(shù)所闡述的實施例；相對地，提供這些實施例使得本發(fā)明滿足適用的法律要求。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供一種光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置，其包括可調(diào)諧f-p腔濾波器，用于接收一單色被追蹤激光及至少一單色追蹤激光并輸出，探測裝置，用于探測所述可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的所述一單色被追蹤激光以及至少一單色追蹤激光的強(qiáng)度，以及控制裝置，基于所述一單色被追蹤激光的強(qiáng)度調(diào)整所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的各通道的中心波長，鎖定所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長至所述一單色被追蹤激光的波長，并基于所述至少一單色追蹤激光相應(yīng)調(diào)整所述至少一單色追蹤激光的波長，鎖定至少一單色追蹤激光的波長至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長。

圖1為本發(fā)明一實施例的光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例中，單色追蹤激光為1個。如圖1所示，光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置10包括：單色被追蹤激光器1，用于產(chǎn)生波長為λ0的單色被追蹤激光，單色追蹤激光器2，用于產(chǎn)生波長為λ1的單色追蹤激光。單色被追蹤激光與單色追蹤激光發(fā)射至光合束器3，經(jīng)由光合束器3合束后輸出至可調(diào)諧f-p腔濾波器4，可調(diào)諧f-p腔濾波器4，用于對輸入的單色被追蹤激光進(jìn)行濾波，用于對輸入的單色追蹤激光進(jìn)行鑒頻，并輸出到波分復(fù)用器5，波分復(fù)用器5，對輸入的激光進(jìn)行分光，將波長為λ0的單色被追蹤激光和波長為λ1的單色追蹤激光分開，并將波長為λ0的單色被追蹤激光輸出到單色被追蹤激光探測器6，將波長為λ1的單色追蹤激光輸出到單色追蹤激光探測器7，f-p腔濾波器調(diào)節(jié)控制器8基于單色被追蹤激光探測器6探測的結(jié)果調(diào)節(jié)可調(diào)諧f-p腔濾波器4的中心波長，鎖定所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長至所述一單色被追蹤激光的波長，單色追蹤激光控制器9基于單色追蹤激光探測器7探測的結(jié)果調(diào)節(jié)單色追蹤激光器2的輸出波長λ1，鎖定單色追蹤激光的波長至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長。

圖2為本發(fā)明實施例中可調(diào)諧f-p腔濾波器中心波長示意圖，如圖2所示，其自由光譜范圍(fsr)為兩相鄰?fù)ǖ乐行牟ㄩL的間隔，可調(diào)諧f-p腔濾波器4的動態(tài)光譜范圍為δλ，可調(diào)諧f-p腔濾波器4中心波長可通過改變波長控制電壓控制，改變波長控制電壓不會改變其動態(tài)光譜范圍δλ。對于可調(diào)諧f-p腔濾波器4，只有輸入激光的波長處于其所在通道的中心時，通過的光強(qiáng)最大。

本實施例中，單色被追蹤激光探測器6與單色追蹤激光探測器7均為光電探測器，分別用于探測可調(diào)諧f-p腔濾波器4輸出的單色被追蹤激光與單色追蹤激光的光強(qiáng)，其探測的光強(qiáng)與其輸出的電流成正比，即若其探測的光強(qiáng)越大，其輸出的電流值越大。圖3為本發(fā)明實施例單色被追蹤激光探測器或單色追蹤激光探測器電流值與輸入可調(diào)諧f-p腔濾波器的激光波長的曲線關(guān)系圖，如圖3所示，當(dāng)輸入可調(diào)諧f-p腔濾波器的激光波長λin等于可調(diào)諧f-p腔濾波器任一通道中心波長λm時，探測器電流值達(dá)到最大值。

本實施例中，f-p腔濾波器調(diào)節(jié)控制器8根據(jù)單色被追蹤激光探測器6探測的直流電流的大小對可調(diào)諧f-p腔濾波器4的中心波長進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至單色被追蹤激光探測器6探測的直流電流最大，此時，可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長λm鎖定至所述單色被追蹤激光的波長λ0，即λm＝λ0。單色追蹤激光控制器9根據(jù)單色追蹤激光探測器7探測的直流電流的大小對單色追蹤激光器2的輸出波長λ1進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至單色被追蹤激光探測器6探測的直流電流最大，此時，單色追蹤激光的波長鎖定至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長λm’，即，λ1＝λm’。而λm＝λm’+nδλ，其中n為整數(shù)，即有λ1-λ0＝nδλ，此時，單色追蹤激光的波長關(guān)聯(lián)鎖定至被單色被追蹤激光。

根據(jù)本實施提供的光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置，基于可調(diào)諧f-p腔濾波器的濾波和鑒頻特性，可以實現(xiàn)波長的實時跟蹤，當(dāng)單色被追蹤激光波長λ0發(fā)生變化時，光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置可以實時調(diào)節(jié)單色追蹤激光的波長λ1，保障λ1-λ0＝nδλ，實現(xiàn)波長的實時跟蹤。

本實施例中，光合束器3可以是空間結(jié)構(gòu)光合束器、光纖結(jié)構(gòu)合束器或者波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光合束器。

本實施例中，f-p腔濾波器調(diào)節(jié)控制器8為壓電陶瓷控制器件。

本實施例中，單色追蹤激光控制器9控制單色追蹤激光器2輸出波長的方式依據(jù)單色追蹤激光器2的種類而定，若單色追蹤激光器2為半導(dǎo)體激光器，則單色追蹤激光控制器9可通過改變其注入電流或者溫度來改變其輸出波長。

本實施中，光合束器3和波分復(fù)用器5并不是必須的，可以先輸入單色被追蹤激光至可調(diào)諧f-p腔濾波器4，完成可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長λm鎖定至所述單色被追蹤激光的波長λ0后，再將單色追蹤激光輸入至可調(diào)諧f-p腔濾波器4，實現(xiàn)單色追蹤激光的波長鎖定至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長λm，最終實現(xiàn)單色追蹤激光的波長關(guān)聯(lián)鎖定至被單色被追蹤激光。

本發(fā)明中提及的波長鎖定，并不限于上述實施例中的波長相同，在其他實施例中，可調(diào)諧f-p腔濾波器的中心波長及單色追蹤激光的波長的調(diào)節(jié)并不是連續(xù)的，而是離散式的，此時，當(dāng)探測器獲得最大電流時，被鎖定波長并不一定等于鎖定目標(biāo)波長，被鎖定波長位于鎖定目標(biāo)波長附近。

本發(fā)明中單色追蹤激光的數(shù)量并不限于上述實施例中的1個，在其他實施例中，單色追蹤激光可以為多個，此時，單色追蹤激光器2、單色追蹤激光探測器7、單色追蹤激光控制器9相應(yīng)設(shè)置為多個，基于與上述實施例相同的原理，將多個單色追蹤激光關(guān)聯(lián)鎖定至單色被追蹤激光，若基于成本考慮，單色追蹤激光探測器7、單色追蹤激光控制器9可以設(shè)置為少于單色追蹤激光的數(shù)量，例如均為1個，分時來完成各單色追蹤激光關(guān)聯(lián)鎖定至單色被追蹤激光即可。

本發(fā)明另一實施例提供一種光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定方法，利用上述該些實施例提供的光波長關(guān)聯(lián)跟蹤鎖定裝置，具體包括以下步驟，如圖4所示：

s101：將一單色被追蹤激光及至少一單色追蹤激光合束輸入至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器，并對所述可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的分束；

s102：基于可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的一單色被追蹤激光的強(qiáng)度調(diào)整所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的各通道的中心波長，鎖定所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長至所述一單色被追蹤激光的波長；

s103：基于可調(diào)諧f-p腔濾波器輸出的至少一單色追蹤激光強(qiáng)度相應(yīng)調(diào)整所述至少一單色追蹤激光的波長，鎖定至少一單色追蹤激光的波長至所述可調(diào)諧f-p腔濾波器的任一通道的中心波長。

本實施例中，提及的波長鎖定，并不限于波長相同，可調(diào)諧f-p腔濾波器的中心波長及單色追蹤激光的波長的調(diào)節(jié)并不是一定是連續(xù)的，還可以是離散式的，此時，當(dāng)探測器獲得最大電流時，被鎖定波長并不一定等于鎖定目標(biāo)波長，被鎖定波長位于鎖定目標(biāo)波長附近。

需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，并未進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，上述對各元件和方法的定義并不僅限于實施例中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀或方式

還需要說明的是，本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但這些參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)值。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，并未進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，上述對各元件和方法的定義并不僅限于實施例中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀或方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行簡單地更改或替換。